package com.tms.springboot.utils;


import java.net.InetAddress;

/**
 * 优点
 * （1）高性能高可用：生成时不依赖于数据库，完全在内存中生成。
 * （2）容量大：每秒中能生成数百万的自增ID。
 * （3）ID自增：存入数据库中，索引效率高。
 * 缺点
 * 依赖与系统时间的一致性，如果系统时间被回调，或者改变，可能会造成id冲突或者重复。
 *
 * @author:w
 * @Date:2022/2/24 10:29
 * @description 采用雪花算法生成唯一id
 */
public class UUId {
    //因为二进制里第一个 bit 为如果是 1，那么都是负数，但是我们生成的 id 都是正数，所以第一个 bit 统一都是 0。

    /**
     * 机器ID  2进制5位  32位减掉1位 31个
     */
    private static long workerId;
    /**
     * 机房ID 2进制5位  32位减掉1位 31个
     */
    private static long datacenterId;
    /**
     * 代表一毫秒内生成的多个id的最新序号  12位 4096 -1 = 4095 个
     */
    private static long sequence;
    /**
     * 设置一个时间初始值2022-02-24 14:46:11    2^41 - 1   差不多可以用69年
     */
    private static long startTime = 1645685230203L;
    /**
     * 5位的机器id
     */
    private static long workerIdBits = 5L;
    /**
     * 5位的机房id
     */
    private static long datacenterIdBits = 5L;
    /**
     * 每毫秒内产生的id数 2 的 12次方
     */
    private static long sequenceBits = 12L;
    /**
     * 这个是二进制运算，就是5 bit最多只能有31个数字，也就是说机器id最多只能是32以内
     */
    private static long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    /**
     * 这个是一个意思，就是5 bit最多只能有31个数字，机房id最多只能是32以内
     */
    private static long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);

    private static long workerIdShift = sequenceBits;
    private static long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    private static long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;
    private static long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);

    /**
     * 记录产生时间毫秒数，判断是否是同1毫秒
     */
    private static long lastTimestamp = -1L;


    static {
        //初始化机器id和机房id
        workerId = 0;
        datacenterId = 0;
        try {
            //本机ip对象
            InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
            //本机ip地址
            String address = localHost.getHostAddress();
            String endIp = address.substring(address.lastIndexOf(".") + 1);
            int i = Integer.parseInt(endIp);
            workerId = i % maxWorkerId;
            datacenterId = i % maxDatacenterId;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /*public UUId(long workerId, long datacenterId, long sequence) {
        // 检查机房id和机器id是否超过31 不能小于0
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    String.format("worker Id can't be greater than %d or less than 0",maxWorkerId));
        }
        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    String.format("datacenter Id can't be greater than %d or less than 0",maxDatacenterId));
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
        this.sequence = sequence;
    }*/

    /**
     * 这个是核心方法，通过调用nextId()方法，让当前这台机器上的snowflake算法程序生成一个全局唯一的id
     *
     * @return
     */
    public static synchronized String nextId() {
        // 这儿就是获取当前时间戳，单位是毫秒
        long timestamp = timeGen();
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            System.err.printf(
                    "clock is moving backwards. Rejecting requests until %d.", lastTimestamp);
            throw new RuntimeException(
                    String.format("Clock moved backwards. Refusing to generate id for %d milliseconds",
                            lastTimestamp - timestamp));
        }

        /**
         * 下面是说假设在同一个毫秒内，又发送了一个请求生成一个id
         * 这个时候就得把seqence序号给递增1，最多就是4096
         */
        if (lastTimestamp == timestamp) {

            // 这个意思是说一个毫秒内最多只能有4096个数字，无论你传递多少进来，
            //这个位运算保证始终就是在4096这个范围内，避免你自己传递个sequence超过了4096这个范围
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            //当某一毫秒的时间，产生的id数 超过4095，系统会进入阻塞，直到下一毫秒，系统继续产生ID
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }

        } else {
            sequence = 0;
        }
        // 这儿记录一下最近一次生成id的时间戳，单位是毫秒
        lastTimestamp = timestamp;
        /**
         * 这儿就是最核心的二进制位运算操作，生成一个64bit的id
         *     先将当前时间戳左移，放到41 bit那儿；将机房id左移放到5 bit那儿；将机器id左移放到5 bit那儿；将序号放最后12 bit
         *     最后拼接起来成一个64 bit的二进制数字，转换成10进制就是个long型
         */
        return (((timestamp - startTime) << timestampLeftShift) |
                (datacenterId << datacenterIdShift) |
                (workerId << workerIdShift) | sequence) + "";
    }

    /**
     * 当某一毫秒的时间，产生的id数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生ID
     *
     * @param lastTimestamp
     * @return
     */
    private static long tilNextMillis(long lastTimestamp) {

        long timestamp = timeGen();

        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

    /**
     * 获取当前时间戳
     *
     * @return
     */
    private static long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    /**
     * 私有化构造器
     */
    private UUId() {
    }

    /**
     * main 测试类
     *
     * @param args
     */

}
